磁极方向检测装置制造方法及图纸

公开了一种磁极方向检测装置，其中检测目标磁体附接至转子的转轴的顶端。磁检测单元输出根据磁场的变化而变化的检测信号。磁极方向计算单元根据检测信号计算转子的磁极方向。电流检测单元检测流过多相线圈中的每一个的电流。旋转磁场矢量计算单元根据检测的电流的量值计算旋转磁场的矢量。方向校正量计算单元根据由旋转磁场矢量计算单元计算的旋转磁场的方向和量值计算方向校正量。磁极方向校正单元使用计算的方向校正量校正计算的磁极方向。

Pole Direction Detection Device

A magnetic pole direction detection device is disclosed, in which the detection target magnet is attached to the top of the rotor shaft. The magnetic detection unit outputs the detection signal which changes according to the change of magnetic field. The pole direction calculation unit calculates the pole direction of the rotor according to the detected signal. The current detection unit detects the current of each of the multi-phase coils. The rotating magnetic field vector calculation unit calculates the rotating magnetic field vector according to the measured current. The direction correction unit calculates the direction correction based on the direction and magnitude of the rotating magnetic field calculated by the rotating magnetic field vector calculation unit. The pole direction correction unit corrects the calculated pole direction using the calculated direction correction amount.

【技术实现步骤摘要】
磁极方向检测装置对相关申请的引用本申请以2017年11月20日提交的日本专利申请2017-222751为基础，并要求该申请的优先权益；该申请的完整内容通过引用结合在此。
本专利技术的一种或多种实施方式涉及一种磁极方向检测装置，尤其涉及一种用于检测多相电机的转子的磁极方向的磁极方向检测装置。
技术介绍
在相关技术中，已知有一种用于检测多相电机中的转子的转轴的旋转角度的技术，该多相电机用于辅助车辆方向盘的转向。例如，在JP-A-2004-150931中，公开了一种电机的旋转角度检测装置，其结构可以简化而不会降低检测精度。该旋转角度检测装置包括设置在电机的转轴的端部的磁体、磁阻传感器和旋转角度计算单元，并检测旋转角度。旋转角度检测装置根据旋转角度计算旋转速度和旋转加速度，并根据旋转速度和旋转加速度计算速度校正值和加速度校正值。使用速度校正值和加速度校正值校正检测到的旋转角度，并计算校正后的旋转角度。在JP-A-2016-050841中，公开了一种可降低制造成本的磁检测装置。该磁检测装置构造为包括：磁检测单元，其根据检测目标的位移来检测磁场的变化，并输出具有不同相位的检测信号；开关单元，其电连接至多个磁检测单元，并周期性地切换与多个磁检测单元中的每一个的连接；以及运算放大器，其用于差分放大对于多个磁检测单元中的每一个具有不同相位并经由切换单元输入的检测信号。在磁检测单元中，永磁体附接至旋转构件(例如车辆的方向盘)，并且使用两组磁阻传感器检测角度，在这两组磁阻传感器中，四个磁阻元件按90度布置。
技术实现思路
但是，本专利技术的专利技术人发现，在利用布置在多相电机的转轴的顶端处的永磁体的磁场的变化来检测转轴的旋转角度的情况下，即使试图使用具有如相关技术中的磁阻元件的磁传感器来提高多相电机中的检测精度，也存在限制。通过为了提高检测精度而进行的深入研究，本专利技术人发现，受流过缠绕在多相电机的定子上的线圈的电流产生的磁场的影响，会发生检测误差。因此，本专利技术的一种或多种实施方式旨在提供一种磁极方向检测装置，该磁极方向检测装置计算转子的磁极方向上的方向校正量并校正转子的磁极方向，以减小由流过用于驱动多相电机的转子的多相线圈的电流产生的磁场的影响，从而提高转子的磁极方向的检测精度。为了解决上述问题，提供一种用于检测多相电机中的转子的磁极方向的磁极方向检测装置，该多相电机包括由流过缠绕在设于定子上的绕线部分上的多相线圈的电流产生的旋转磁场旋转的转子。所述磁极方向检测装置包括：检测目标磁体，其附接至转子的转轴的顶端；磁检测单元，其输出随磁场变化而变化的检测信号；磁极方向计算单元，其根据由磁检测单元输出的检测信号计算校正前的转子磁极方向；电流检测单元，其检测流过每个多相线圈的电流；旋转磁场矢量计算单元，其根据由电流检测单元检测的每个相线圈的电流的量值计算旋转磁场矢量；方向校正量计算单元，其根据由旋转磁场矢量计算单元计算的旋转磁场的方向和量值计算方向校正量；以及磁极方向校正单元，其使用由方向校正量计算单元计算的方向校正量校正由磁极方向计算单元计算的校正前的磁极方向。根据该配置，能够提供一种磁极方向检测装置，该磁极方向检测装置通过根据流过多相线圈中的各个相线圈的电流的合成电流的量值和方向计算方向校正量并校正转子的磁极方向来提高转子的磁极方向的检测精度。此外，在所述磁极方向检测装置中，磁检测单元包括分别使用磁阻元件的第一桥路和第二桥路，并且第一桥路和第二桥路的磁性检测方向相差90度。根据该配置，磁检测单元能够输出彼此相差90度的正弦波形和余弦波形。此外，在所述磁极方向检测装置中，旋转磁场矢量计算单元使用流过至少一个相线圈的电流的相位作为旋转磁场矢量的方向。根据该配置，如果检测到施加至任何一个相线圈的正弦波的相位，那么能够知道其它相线圈的相位，并能够知道该相线圈中的电流，由此电流的相位可与旋转磁场的方向相关联。此外，在所述磁极方向检测装置中，磁极方向校正单元通过将旋转磁场方向与校正量相关联的数据与根据旋转磁场的量值确定的校正增益值相乘来计算方向校正量。根据该配置，能够检测转子的更精确的磁极方向。根据本专利技术的一种或多种实施方式，能够提供一种磁极方向检测装置，该磁极方向检测装置能提高多相电机中的转子的磁极方向的检测精度。附图说明图1是采用本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置的多相电机控制装置的框图；图2是采用本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置的三相电机的沿转轴方向的横截面的示意性横截面图；图3是用于说明本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置中的磁检测单元的示意图；图4是用于说明在采用本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置的三相电机中在垂直于电机转轴的横截面上从检测目标磁体产生的磁场与磁检测单元之间的关系变化的示意图；图5是示出本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置中的磁检测单元等部件的框图；图6是示出本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置中的磁检测单元的输出电压波形的示意图；图7A是示出在应用了本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置的三相电机中从线圈产生的磁场与磁检测单元之间的关系的示意图，图7B是示出在垂直于该三相电机的转轴的横截面中从各个线圈产生的磁场的合成磁场矢量的示意图；图8是示出在应用了本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置的三相电机沿转轴方向的横截面中从线圈产生的磁场与从检测目标磁体产生的磁场相互交叠的状态的示意图；图9A至9C是用于说明由于线圈电流而产生检测角度误差的机制的示意图，其中图9A是检测目标磁体的磁场的图解，图9B是由线圈电流产生的磁场的图解，图9C是合成磁场的图解；图10是本专利技术的第一种实施方式的磁极方向检测装置的控制框图；和图11是用于说明在本专利技术的第一种实施方式中使用外部装置产生校正表的过程的示意图。具体实施方式在本专利技术的实施方式中阐述了各种细节，以便透彻理解本专利技术。但是，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，实践本专利技术时可以无需这些具体细节。在其它示例中，未详细说明公知的特征，以避免使本专利技术变得费解。第一种实施方式请参考图1，现在说明采用此实施方式的磁极方向检测装置200的三相电机M和多相电机控制装置100。多相电机控制装置100是用于车辆的电动助力转向器(未示出)等装置的三相无刷电机，并驱动和控制为转向操作提供辅助力的三相电机M。多相电机控制装置100包括：通过将与三相电机M的相U、V和W对应的相电路Cu、Cv和Cw并联而形成的桥路10、向桥路10的每相输出脉宽调制(PWM)信号的PWM控制单元20、以及控制整个装置的控制单元30。三相电机M包括磁检测单元220等，并输出与检测的磁极方向相关的信号。磁检测单元220等装置将稍后说明。桥路10经由电源线Lh连接至电池BAT的正极侧，并经由地线Ll连接至电池BAT的负极侧(接地)。桥路10的相电路Cu、Cv和Cw具有设置在电源线Lh侧的高电位侧开关元件Quh、Qvh和Qwh、设置在地线Ll侧的低电位侧开关元件Qul、Qvl和Qwl、以及在最靠近地线Ll侧的位置设置的串联的电流检测器Ru、Rv和Rw。在此实施方式中，使用MOSFET(即，金属氧化物半导体场效应晶体管)作为高电位侧开关元件Quh、Qvh和Qwh以及低电位侧开关元件Qul、Qvl和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测多相电机中的转子的磁极方向的磁极方向检测装置，所述多相电机包括由旋转磁场旋转的转子，所述旋转磁场是由流过缠绕在设于定子上的绕线部分上的多相线圈的电流产生的，所述磁极方向检测装置包括：检测目标磁体，其附接至转子的转轴的顶端；磁检测单元，其输出根据磁场的变化而变化的检测信号；磁极方向计算单元，其根据由磁检测单元输出的检测信号计算转子的校正前的磁极方向；电流检测单元，其检测流过多相线圈中的每一个的电流；旋转磁场矢量计算单元，其根据由电流检测单元检测的每相的电流的量值计算旋转磁场的矢量；方向校正量计算单元，其根据由旋转磁场矢量计算单元计算的旋转磁场的方向和量值计算方向校正量；和磁极方向校正单元，其使用由方向校正量计算单元计算的方向校正量校正由磁极方向计算单元计算的校正前的磁极方向。

【技术特征摘要】
2017.11.20 JP 2017-2227511.一种用于检测多相电机中的转子的磁极方向的磁极方向检测装置，所述多相电机包括由旋转磁场旋转的转子，所述旋转磁场是由流过缠绕在设于定子上的绕线部分上的多相线圈的电流产生的，所述磁极方向检测装置包括：检测目标磁体，其附接至转子的转轴的顶端；磁检测单元，其输出根据磁场的变化而变化的检测信号；磁极方向计算单元，其根据由磁检测单元输出的检测信号计算转子的校正前的磁极方向；电流检测单元，其检测流过多相线圈中的每一个的电流；旋转磁场矢量计算单元，其根据由电流检测单元检测的每相的电流的量值计算旋转磁场的矢量；方向校正量计算单元，其根据由...

【专利技术属性】
技术研发人员：森洋治，山中智哉，
申请(专利权)人：欧姆龙汽车电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP